Проект гальванического цеха

АННОТАЦИЯ

 

Проект гальванического цеха машиностроительного завода с разработкой технологического процесса нанесения блестящего цинкового покрытия на стальные детали в автооператорной линии производительностью 50тыс. кв. м. в год.

 

 

Близнюк Ирина Викторовна,    Киев: НТУУ «КПИ», ХТФ,

Дипломный проект, 2004 год,    количество страниц - 121,  таблиц - 34 , рисунков - 7 , схем – 1,  приложений 7.

 

 

С целью получения  защитного покрытия в данном проекте  разработана автооператорная линия  цинкования производительностью 50000 м²/год. Проведен расчёт технологического процесса.

Осаждение цинка производиться  из щелочного, не содержащего цианидов, электролита при катодной плотности  тока 2 А/дм².

В проекте предусмотрены  мероприятия по охране труда, рассчитаны технико-экономические показатели проектируемого производства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сОДЕРЖАНИЕ                                 

                                                    СТР.

Введение                                                                                                                                        

1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ  ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ

    2.1. НАЗНАЧЕНИЕ ЦЕХА МЕТАЛЛОПОКРЫТИЙ

    2.2. ОПИСАНИЕ ТИПА И КОНСТРУКЦИИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ.

           АВТООПЕРАТОРЫ: НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ

 2.3. ХАРАКТЕРИСТИКА ЦИНКОВОГО ПОКРЫТИЯ

    2.4.ТРЕБОВАНИЯ К ПОКРЫТИЮ 

       2.5. ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ЦИНКОВОГО ПОКРЫТИЯ

           2.5.1.ОБЗОР ЭЛЕКТРОЛИТОВ ЦИНКОВАНИЯ

           2.5.2. ВЫБОР ЭЛЕКТРОЛИТА ЦИНКОВАНИЯ

           2.5.3.ПРИГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТА ЦИНКОВАНИЯ С

                    ДОБАВКОЙ ЛВ-8490

           2.5.4.АНОДЫ

           2.5.5.ВРЕДНЫЕ ПРИМЕСИ

           2.5.6.КОРРЕКТИРОВКА ЭЛЕКТРОЛИТА

    2.7. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС НАНЕСЕНИЯ ЦИНКОВОГО

           ПОКРЫТИЯ

           2.7.1. МЕХАНИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА

     2.7.2.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА ПРОЦЕССА ЦИНКОВАНИЯ НА

              АВТООПЕРАТОРНОЙ ЛИНИИ

        2.7.2.1. СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

                    2.7.2.2. КАРТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

                    2.7.2.3.ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

2.7.3. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПОКРЫТИЙ

2.7.3.1. КОНТРОЛЬ ВНЕШНЕГО  ВИДА ПОКРЫТИЯ

2.7.3.2. КОНТРОЛЬ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЯ

2.7.3.3. КОНТРОЛЬ ПРОЧНОСТИ СЦЕПЛЕНИЯ

       2.7.4. УДАЛЕНИЕ НЕДОБРОКАЧЕСТВЕННОГО ПОКРЫТИЯ

      2.7.5. НЕПОЛАДКИ ПРИ РАБОТЕ ЦИНКАТНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ,

                ПРИЧИНЫ ИХ ПОЯВЛЕНИЯ И СПОСОБЫ УСТРАНЕНИЯ

2.8. ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

     2.9. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

            2.9.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОНДОВ РАБОЧЕГО ВРЕМЕНИ

                      ОБОРУДОВАНИЯ

            2.9.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОГРАММЫ

            2.9.3. ВЫБОР И РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ОБОРУДОВАНИЯ И ЕГО

                      ГАБАРИТНЫХ РАЗМЕРОВ

             2.9.4. БАЛАНС ТОКА

            2.9.5. БАЛАНС НАПРЯЖЕНИЯ НА ВАННЕ И ВЫБОР ИСТОЧНИКА

                     ПОСТОЯННОГО ТОКА

            2.9.6.ВЫБОР ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

            2.9.7. БАЛАНС ЭНЕРГИИ

            2.9.8.ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС

            2.9.9. МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС

                      2.9.9.1. РАСЧЕТ РАСХОДА АНОДОВ

           2.9.9.2. РАСЧЕТ РАСХОДА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКТИВОВ

           2.9.9.3. РАСЧЕТ РАСХОДА ВОДЫ

2.10. ОПИСАНИЕ АВТООПЕРАТОРНОЙ ЛИНИИ

3.ОХРАНА ТРУДА

  3.1.ВЫЯВЛЕНИЕ И АНАЛИЗ ВРЕДНЫХ И ОПАСНЫХ

        ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ       ФАКТОРОВ НА ПРОЕКТИРУЕМОМ

        ОБЪЕКТЕ

      3.2.МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Металлические конструкции, оборудование заводов и фабрик, детали заводов и машин и другие металлические изделия должны быть долговечны. Для этого, помимо механической прочности, все изделия должны обладать химической стойкостью и в первую очередь должны быть защищены от атмосферной коррозии. Коррозия металлов причиняет огромный вред народному хозяйству. Ежегодно вследствие коррозии разрушается много тысяч готовых изделий. Особенно подвержены коррозии черные металлы, являющиеся основным материалом для изготовления различных конструкций, машин и многих предметов народного потребления. Установлено, что около 10% выплавляемых ежегодно черных металлов разрушается от коррозии.

Методы защиты черных металлов от коррозии разнообразны. В  технике широко применяют лакокрасочные, химические и гальванические покрытия. Во многих случаях одновременно с защитой от коррозии поверхности изделия необходимо придать красивый внешний вид, для этого применяют лакокрасочные покрытия. Кроме того, покрытия часто наносят для повышения износостойкости, для восстановления размеров деталей, потерянных вследствие механического износа, для изменения электрических свойств поверхностного слоя деталей и для других целей. В большинстве случаев для этих целей используются гальванические покрытия.

Борьба с коррозией начинается с подбора материала для создаваемого изделия, а также выбора защитного  покрытия. Нанесение гальванических покрытий является одним из эффективных методов защиты металлов от коррозии, повышение износостойкости, и соответственно срока службы, надежности деталей машин и механизмов, приборов и радиоэлектронной аппаратуры, улучшение электрохимических характеристик многочисленных токопроводящих деталей. Гальванические покрытия значительно улучшают отделку различных металлических конструкций и изделий, придают им красивый вид. Требования к коррозионной стойкости материала могут меняться в широких пределах в зависимости от назначения изделия, условий эксплуатации и планируемого срока службы. Однако, наличие у материала высокой коррозионной стойкости при нужной комбинации других свойств является необходимым, но не достаточным критерием, которым должен руководствоваться инженер-конструктор. Его цель должна заключаться в выборе наиболее экономичной комбинации свойств.В данном проекте разработана технология и расчет оборудования для нанесения блестящего цинкового покрытия на стальные детали. Подобраны оптимальные параметры процесса, при которых получается качественное покрытие, надежно защищающее детали от коррозии. Проведена оптимизация размещения электродов в ванне с целью уменьшения затрат энергии на единицу продукции. Рассчитаны экономические показатели процесса, а также разработаны соответствующие мероприятия по охране труда.

 

1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА

 

Дипломный проект разработан на основании анализа работы гальванического цеха коллективного предприятия «Киевтрактордеталь».

Здание цеха отвечает требованиям строительных норм.

Предусмотрена организация  очистки и возврата в производство, а также удаления условно чистых сточных вод при сохранении чистоты  окружающей среды. Имеются свободные трудовые ресурсы.

Рассматриваемая территория, согласно СНиП II – а 6 – 72 относится ко II-ому климатическому району. Среднемесячная температура воздуха от –6ºС в январе до +21ºС в июле. Относительная среднемесячная влажность воздуха довольно стабильна. Ее максимум в зимний период составляет – 88%, а в летний минимум 64%.

Проектом предусматриваются  эффективные мероприятия по снижению производственных шумов до нормативно-допустимых, установка фильтров очистки на вытяжных вентиляционных системах, не позволяющих выбрасывать в атмосферу производственные вредные вещества, концентрация которых превышает предельно допустимые концентрации в воздухе рабочей и жилой зон, строительство станции доочистки промышленных стоков, уменьшающей сброс загрязненных стоков в городскую канализационную сеть.

В процессе нанесения цинковых покрытий предполагается применение

оборудования, с внедрением механизации и автоматизации производства, что повышает такие технико–экономические показатели как годовой выпуск продукции, производительность труда и уменьшит себестоимость продукции, что сделает ее конкурентно способной.

Дипломным проектом обосновывается экономическая целесообразность данных мероприятий. Автоматическая линия АГ-42, предложенная для нанесения цинкового покрытия, обеспечивает максимальную экономическую эффективность процесса.

Внедрение автоматической линии позволяет обеспечить высокий  уровень гальванического производства, сократить удельный вес ручного  труда, повысить прочность и коррозионную стойкость деталей. 

 

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

2.1. НАЗНАЧЕНИЕ ЦЕХА МЕТАЛЛОПОКРЫТИЙ

 

На каждом предприятии машиностроения, авиастроения, на предприятиях выпускающих  радиоаппаратуру существуют гальванические цеха, так как многие выпускаемые изделия нуждаются в гальванической обработке. Гальванопокрытиям подлежат стальные детали, детали из алюминиевых и медных сплавов, а также из нержавеющей стали.

Гальванический цех – это своего рода буфер между формообразующими или металлообрабатывающими цехами и сборочным производством. Он предназначен для нанесения защитных и защитно-декоративных покрытий электрохимическими и химическими способами.

Гальванический способ осаждения металлов открыт в 1838 году в Петербурге русским академиком Б.С.Якоби. Этот способ получил широкое распространение и в течении столетия развился в большой самостоятельный раздел прикладной электрохимии – гальванику. 

Гальванические покрытия основаны на выделении металлов из растворов их солей под действием  электрического тока. Осаждение металла  на детали происходит при условии  подключения ее к отрицательному полюсу источника тока. Таким образом, деталь является отрицательным электродом, называется катодом. Второй электрод, подключаемый к положительному полюсу источника тока, называется анодом.

Гальванический способ обеспечивает покрытие деталей чистыми  металлами или сплавами с минимальными потерями металлов, простоту управления толщины покрытия, его пористости, сцепляемости с поверхностью детали, на которую оно наносится.

Детали, подлежащие покрытию, монтируются на подвески на монтажных  столах, разложенных в зоне загрузки линий.

 

2.2. ОПИСАНИЕ ТИПА И КОНСТРУКЦИИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ. АВТООПЕРАТОРЫ: НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ

 

Автооператорные линии  получили наибольшее распространение  во всех областях промышленности благодаря их широким функциональным свойствам. В линиях этого типа можно осуществлять:

• различные технологические процессы (электрохимические, химические, анодно-оксидные);
• как отдельные технологические процессы, так и несколько процессов одновременно или поочередно;
• нанесение покрытий с производительностью от 1 до 200 м²/ч;
• обработку изделий как мельчайших, так и крупногабаритных размеров;
• обработку изделий на подвесках, в барабанах, корзинах или комбинировано.

Отличительными особенностями  автооператорных линий являются:

• движение изделий в процессе обработки, как в прямом, так и в обратном направлениях;
• расположение ванн и других позиций не в последовательности выполнения технологических операций;
• возможность осуществления нескольких одноименных операций на одной технологической позиции;
• наличие независимых транспортирующих органов с индивидуальными приводами перемещения и подъёма-опускания;
• отсутствие необходимисти в одновременном переносе обрабатываемых изделий;
• отсутствие жесткой связи между грузовыми элементами транспортирующего органа и приспособлением для размещения обрабатываемых изделий;
• наличие устройства программного управления.

Автооператорная линия  в общем виде содержит ванны, автооператоры (манипуляторы), сушильную камеру, загрузочно-разгрузочные стойки (устройства), систему вентиляции, металлоконструкцию, систему трубопроводов, площадку обслуживания, командоаппарат (или иную систему программного управления), вспомогательное оборудование (ёмкости для приготовления электролитов, запасные ёмкости, фильтровальные установки, насосы, теплообменники и т. п.).

В автооператорных линиях перенос обрабатываемых изделий  и длительность их пребывания на каждой позиции задаются технологическим процессом, однако перемещение самого автооператора не совпадает с последовательностью технологических операций и носит челночный характер. Например, автооператор может перенести одну партию изделий с позиции загрузки на позицию химического обезжиривания, затем выгрузить другую партию изделий из ванны покрытия в ванну промывки, после чего вернутся к первой партии изделий и перенести их на позицию электрохимического обезжиривания и т. д.

В зависимости от требуемой  производительности в линии может  быть несколько автооператоров. Они размещаются над ваннами или сбоку ванн.